Arthrose, Knorpelschaden: Neue Hoffnung für Knieprobleme

Etwa 17 Prozent aller Erwachsenen sind laut deutschem Robert-Koch-Institut von Arthrose betroffen, insbesondere im Alter steigt die Häufigkeit an: Von den über 60-Jährigen hat Schätzungen zufolge fast jeder Zweite Arthrose in mindestens einem Gelenk, häufig im Knie oder der Hüfte.

Dabei wird der Knorpel langsam abgebaut und fehlt damit als „Stoßdämpfer“ zwischen den Knochen. Wenn er dünner wird oder ganz verschwindet, reiben die Knochen direkt aufeinander, das Gelenk entzündet sich und die Bewegung wird schmerzhaft und steif. Alter, Übergewicht und Fehlbelastungen zählen zu den wichtigsten Risikofaktoren.

Bisher wird mit unterschiedlichen Methoden versucht, diese Symptome zu lindern, etwa über Physiotherapie, entzündungshemmende Medikamente sowie Injektionen mit Hyaluronsäure oder Eigenblutpräparaten bis hin zur letzten Option, dem Tausch des Gelenks gegen ein künstliches.

Neue Therapien

Umso mehr sorgt eine neue Generation von Therapien gegen Arthrose derzeit für Aufsehen: Laut einem aktuellen Bericht der New York Times, arbeiten mehrere Forschungsteams mit Hochdruck an neuen und innovativen Methoden, um geschädigten Knorpel oder sogar ganze Kniegelenke nachwachsen zu lassen. Erste Erfolge aus Tierversuchen gelten als vielversprechend – doch wie weit sind sie tatsächlich fortgeschritten?

Einer der zentralen Ansätze stammt aus den USA: Eine vor drei Jahren eigens gegründete Bundesbehörde, die ARPA-H (Advanced Research Projects Agency for Health), die dem US-Gesundheitsministerium untersteht, hat sich zum Ziel gesetzt, innerhalb von fünf Jahren ein Heilmittel für Arthrose zu finden. Dieses soll letztlich breit und kostengünstig verfügbar sein. Eine Möglichkeit, die die Forschenden bisher untersuchten, ist die Injektion biologisch aktiver Substanzen – sie sollen Knorpel- und Knochenzellen gezielt zur Regeneration anregen.

Je nach Ursache der Erkrankung könnten so unterschiedliche Gewebestrukturen im Gelenk wiederhergestellt werden. Die Ergebnisse bei Mäusen und Ratten waren laut den Forschenden überraschend positiv. Zudem wurde ein Medikament entwickelt, das über Monate hinweg im Gelenk wirkt. Auch hier regenerierten sich geschädigte Knie bei Kaninchen innerhalb von zwei Monaten. Auch bei altersbedingter Arthrose bei Meerschweinchen war die Behandlung sehr erfolgreich.

Für schwere Fälle wurden zudem biotechnologisch hergestellte Proteine, die den Knorpel im Gelenk neu aufbauen, entwickelt. Nach etwa drei Monaten war das eingespritzte Material verschwunden, gesunder Knorpel blieb zurück.

Aus dem 3D-Drucker

Ebenfalls in Entwicklung: ein innovatives künstliches Gelenk aus dem 3D-Drucker. Es entsteht ein Gerüst, das mit körpereigenen oder gespendeten Zellen besiedelt wird, die im Körper zu gesundem Gewebe heranwachsen, während sich das Gerüst innerhalb eines Jahres auflöst.

In Tiermodellen gelang es Forschenden sogar, vollständige Kniegelenke zu regenerieren. Die Forschenden sprechen von einem Paradigmenwechsel in der Behandlung von Arthrose. Auch Knie-Spezialist Christian Albrecht, Leiter der Sportorthopädie im Orthopädischen Spital Speising in Wien, sieht Potenzial in den neuen Entwicklungen. „Gerade bei Arthrose gibt es einen großen Bedarf und es existieren im Moment fast nur symptomatische Behandlungen – bis auf den Gelenkersatz. Eine biologische Behandlung wäre hier wirklich ein Gamechanger. Es ist allerdings unklar, wie sehr sich die Ergebnisse aus den USA tatsächlich auf den Menschen übertragen lassen“, betont Albrecht.

Knorpel und Gelenkmechanik unterscheiden sich zwischen Tier und Mensch doch deutlich, häufig ließen sich erfolgreiche Tiermodelle nicht in Humanstudien wiederholen. Vor allem die Kombination von Knochen und Knorpel aus dem 3D-Drucker sei „ganz neu“.

Es werde aber seit Jahren von vielen Forschungsgruppen parallel intensiv geforscht. „Bis erste Ergebnisse aus Studien mit Menschen feststehen, kann es noch Jahre dauern“, sagt Albrecht. Die erste Phase-I-Studie, also der erste Test der Therapien am Menschen, könnte laut den Forschenden in etwa 18 Monaten erfolgen. Bis sie dann tatsächlich zugelassen und einsatzbereit sind, dauert es mindestens weitere fünf bis zehn Jahre. Zudem ist unklar, ob sich die Ergebnisse beim Menschen bestätigen lassen.

Intensive Forschung

Auch in Europa laufen zahlreiche Programme. Albrecht ist etwa an einer klinischen Studie beteiligt, die ein neuartiges Knorpelimplantat untersucht – hergestellt aus Zellen der Nasenscheidewand und eingesetzt bei Arthrose hinter der Kniescheibe. „Das ist ein großes internationales Projekt mit mehreren Zentren. Solche Ansätze zeigen, wie viel Bewegung in diesem Feld ist.“

Während die Forschung nach revolutionären Lösungen sucht, stehen verschiedene etablierte Verfahren zur Verfügung. „Man muss klar unterscheiden“, erklärt Albrecht. „Es gibt lokalisierte Knorpelschäden – also Defekte an einer klar begrenzten Stelle, oft bei jüngeren Patienten – und die Arthrose, bei der das gesamte Gelenk betroffen ist.“

Bei lokalisierten Schäden kommen regenerative Verfahren zum Einsatz. Dazu zählt etwa die sogenannte Mikrofrakturierung: Dabei werden kleine Löcher in den Knochen direkt unter den geschädigten Knorpel gesetzt, sodass Stammzellen aus dem Knochenmark in den Defekt einwandern können, die dann neues Gewebe bilden. Unterstützt wird dieser Prozess häufig durch biologische Membranen aus Kollagen oder Hyaluronsäure, auf denen sich neue Zellen ansiedeln. Das neu gebildete Gewebe ist kein echter, ursprünglicher Knorpel, sondern ein sogenannter Faserknorpel, der weniger belastbar und auch weniger langlebig ist.

Körpereigenes Gewebe

Eine weitere Methode, das sogenannte Minced-Cartilage-Verfahren, ist die Verarbeitung von körpereigenem Knorpelgewebe in kleinen Stückchen zu einer Paste, die in den Defekt eingebracht wird. Sie enthält lebende Knorpelzellen, die dort weiterwachsen und neuen Knorpel bilden können. Beide Verfahren erfolgen minimalinvasiv per Arthroskopie.

Bei größeren Defekten kann die Knorpelzelltransplantation zum Einsatz kommen. Dazu wird zunächst Knorpel entnommen, im Labor vermehrt und nach einigen Wochen wiedereingesetzt – dies erfordert allerdings zwei operative Eingriffe. „Wichtig ist aber“, so Albrecht, „dass kein bisheriges Verfahren den Knorpel zu 100 Prozent in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzt. Trotzdem gewinnen Patienten oft viele Jahre mit guter Funktion – und können häufig wieder Sport treiben.“